專利名稱：淀粉糖糖化工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于淀粉糖制取領(lǐng)域，具體涉及淀粉糖制取工藝中的糖化工序，同時涉及實現(xiàn)上述糖化工序的糖化設(shè)備。
背景技術(shù)：
利用含淀粉的糧食、薯類等為原料，經(jīng)過酸法、酸酶法或酶法制取的糖，統(tǒng)稱淀粉糖。從上世紀90年代以來，由于現(xiàn)代生物工程技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)淀粉糖所用酶制劑品種的增加及質(zhì)量的提高，淀粉糖行業(yè)得到快速發(fā)展，形成了各種不同甜度及功能的麥芽糊精、葡萄糖、果葡糖漿、功能性糖及糖醇等幾大系列的淀粉糖產(chǎn)品。淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能適應(yīng)不同消費者的需要，并可改善食品的品質(zhì)和加工性能，如低聚異麥芽糖可以增殖雙歧桿菌、防齲齒；麥芽糖漿、淀粉糖漿在糖果、蜜餞制造中替代部分蔗糖可防止“返炒”、 “發(fā)烊”等，這些都是蔗糖無法比擬的。因此，淀粉糖具有良好的發(fā)展前景。淀粉水解成葡萄糖主要是通過液化和糖化工序?qū)崿F(xiàn)的，淀粉液化工藝是淀粉在 a_淀粉酶的作用下最終形成含有少量的葡萄糖的低分子糊精料液的過程。目前，淀粉糖生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用的糖化工藝為液化后的料液分別進入并列布置的各個糖化罐中，在每個糖化罐加入糖化酶制劑并與料液攪拌混合，料液和糖化酶制劑在彼此的糖化罐中反應(yīng)并完成糖化過程。這種糖化工藝存在下述缺點
1.糖化罐進料完成后終止進料，料液和糖化酶制劑在糖化罐中反應(yīng)并完成糖化過程， 因此，對于單個糖化罐來說，糖化過程以“進料一完成糖化一出料”的方式間歇式進行。2.在實際生產(chǎn)中，不同糖化罐的糖化條件不可能完全相同，造成各個糖化罐中糖化的效果的不一致，最終產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊，控制產(chǎn)品質(zhì)量較困難；
3.由于每個糖化罐均需進行進料、加入糖化酶制劑、將料液和糖化酶制劑攪拌混勻的過程，增加了系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，實際生產(chǎn)操作量和操作難度升高；
4.糖化罐中存有攪拌死角，造成料液和糖化酶制劑的反應(yīng)死角，影響反應(yīng)效果和效
率；
5.每個糖化罐中均設(shè)有攪拌裝置，運行成本和維護費用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可進行連續(xù)糖化的淀粉糖糖化設(shè)備。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種淀粉糖糖化設(shè)備，包括η個順次連接的糖化罐，糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)進入第1個糖化罐，第1個糖化罐的出料進入第2個糖化罐，第2個糖化罐的出料進入第3 個糖化罐，依此規(guī)律進行，第η個糖化罐的出料進入第η+1個糖化罐，獲得糖化液，上述每個糖化罐均包括罐體，至少第1個糖化罐還包括攪拌裝置；上述3 < η < 12。上述淀粉糖糖化設(shè)備，所述第1個糖化罐從下部出料，從第j個糖化罐起，每個糖化罐從其下部進料、上部出料，上述2彡j < η+1。
上述淀粉糖糖化設(shè)備，所述第j個到第n+1個糖化罐均為溢流方式出料。上述淀粉糖糖化設(shè)備，從第g個糖化罐到第η個糖化罐，其中至少一個糖化罐的出料可選擇性地進入下個糖化罐或者直接進入后續(xù)工序，上述1 < g < η。上述淀粉糖糖化設(shè)備，從第k個糖化罐到第η個糖化罐，其中至少一個糖化罐處設(shè)有糖化酶制劑補加裝置，上述2 < k < η。本發(fā)明將糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)加入第1個糖化罐，在第1個糖化罐中攪拌混勻、初步水解后，料液進入第2個糖化罐，在第2個糖化罐中部分水解后的料液進入下一個糖化罐，依次進行，獲得糖化液，完成整個糖化工藝。本發(fā)明實現(xiàn)了淀粉糖糖化工藝的連續(xù)進行，使得整個糖化過程分解在各個糖化罐中連續(xù)進行。由于料液在各個糖化罐和管路中流動，料液相互摻混，使得待反應(yīng)料液和糖化酶制劑以及待反應(yīng)料液之間的混合更加充分，反應(yīng)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量均一。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種可進行連續(xù)糖化的淀粉糖糖化工藝。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種通過上述淀粉糖糖化設(shè)備實現(xiàn)的淀粉糖糖化工藝，通過如下步驟實現(xiàn)
(1)糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)進入第1個糖化罐進行水解，
(2)第1個糖化罐的出料進入第2個糖化罐繼續(xù)進行水解，
(3)第2個糖化罐的出料進入第3個糖化罐繼續(xù)進行水解， 依此規(guī)律進行，
(n+1)第η個糖化罐的出料進入第n+1個糖化罐繼續(xù)進行水解，獲得糖化液， 3彡η彡12 ；
上述步驟中，至少步驟(1)中料液在糖化罐中攪拌混合。上述淀粉糖糖化工藝，所述步驟(1)完成后的料液經(jīng)由第1個糖化罐下部出料， 從步驟(j)起，每個步驟所述的出料進入下一糖化罐下部，并從下一糖化罐上部出料，
上述2彡j彡n+1。上述淀粉糖糖化工藝，所述糖化罐上部出料均為溢流方式出料。上述淀粉糖糖化工藝，從步驟(g+1)起，至少一個步驟中的出料可選擇性地進入下個糖化罐或者直接進入后續(xù)工序，上述1 < g < η。上述淀粉糖糖化工藝，從步驟(k)到步驟(η)，其中至少一個步驟中補加糖化酶制劑，上述2彡k彡η。相應(yīng)地，本發(fā)明將糖化過程分解為若干個連續(xù)的水解子過程，實現(xiàn)了淀粉糖糖化工藝的連續(xù)進行。由于料液在各個糖化罐和管路中流動，料液之間相互摻混，使得待反應(yīng)料液之間以及待反應(yīng)料液和糖化酶制劑之間的混合更加充分，反應(yīng)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量均一。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明 圖1為本發(fā)明第一種實施方式的原理圖。圖2為本發(fā)明另一種實施方式的原理圖。圖中1第1個糖化罐，2第2個糖化罐，3第3個糖化罐，4第4個糖化罐，5第η 個糖化罐，6第n+1個糖化罐，7攪拌裝置，8三通。
具體實施例方式本發(fā)明的實質(zhì)精神是將糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)進入第1個糖化罐，在第 1個糖化罐攪拌混勻完成部分水解反應(yīng)，然后順序進入下游的各個糖化罐繼續(xù)水解，獲得糖化液，實現(xiàn)了連續(xù)進料、流動中料液的相互摻混和連續(xù)出料。為了方便理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面以例說明本發(fā)明。需要說明的是本發(fā)明的實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)領(lǐng)域技術(shù)人員通過對本實施例的簡單替換或者變形均屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。實施例1
如圖1所示，液化后的料液以10 m3/h的流量進入第1個糖化罐的進料管，同時自動定量加液器以1200ml/h的流量向該進料管內(nèi)泵入糖化酶，料液與糖化酶一起進入第1個糖化罐中，在罐內(nèi)攪拌裝置的攪拌下充分混合，料液進行初步的水解，隨后便進入第2個糖化罐，在罐體中進行水解反應(yīng)，接著進入第3個糖化罐，依次下去，第9個糖化罐的出料進入第 10個糖化罐，獲得糖化液。在整個糖化過程中，實現(xiàn)了料液的連續(xù)進入、流動中料液的相互摻混和合格料液的連續(xù)出料。上述的糖化罐中，除第1個糖化罐設(shè)置攪拌裝置外，后續(xù)的糖化罐最好不要設(shè)置攪拌裝置，這樣可以節(jié)約攪拌裝置的運行成本。上述的糖化罐中，除第1個糖化罐處設(shè)置自動定量加液器向料液中泵入糖化酶外，后續(xù)的糖化罐可以不設(shè)自動定量加液器，也可以視料液反應(yīng)具體情況在后續(xù)的1個或幾個糖化罐處設(shè)置自動定量加液器向料液中泵入糖化酶，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過原料的種類、獲得產(chǎn)物的種類、對糖化罐中料液的觀察(通過糖化罐上的觀察孔)和取料(通過糖化罐上的取料孔)就能確定補酶的地點，這點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性的勞動。例如在第5個糖化罐處補酶，自動定量加液器以300ml/h的流量補充泵入糖化酶，最后充分反應(yīng)的料液經(jīng)最后糖化罐的出料管進入離交、脫色、過濾、濃縮等生產(chǎn)工序，最后制得終產(chǎn)品。如圖2所示，視料液的具體反應(yīng)情況和對獲得產(chǎn)物的要求，上述糖化罐之間的連接管道上(及出料管和進料管)可以設(shè)置例如三通接頭或三通閥等部件，以使糖化罐的出料可選擇性地進入下個糖化罐或者合格的料液直接進入離交、脫色、過濾、濃縮等生產(chǎn)工序， 最后制得終產(chǎn)品。上述的的糖化罐中，第1個糖化罐上部進料、下部出料，第2個糖化罐下部進料、上部出料，第3個糖化罐下部進料、上部出料，第4個糖化罐下部進料、上部出料，……，第n+1 個糖化罐下部進料、上部出料。就單獨一個糖化罐而言，因為水解后的料液的比重比進料的比重小，因此，水解后的料液有上移的趨勢，位于糖化罐的上部，進料有下移的趨勢，沉于糖化罐的下部，采用這種進料和出料方式使得達到預(yù)期反應(yīng)效果的料液能進入下一個糖化罐繼續(xù)反應(yīng)，而沒有達到預(yù)期反應(yīng)效果的料液仍在該糖化罐繼續(xù)反應(yīng)，直至達到預(yù)期反應(yīng)效果，料液才能進入下一個糖化罐。當然，上述的進出料方式是效果較好的一種優(yōu)選方式，進出料方式還可以選擇下列方式
例如從第2或3個糖化罐起，每個糖化罐上部進料、下部出料，當然這種效果較差。還如從第2個糖化罐起，后續(xù)的糖化罐有的是下部進料、上部出料，有的是上部進料、下部出料，可見這種效果居中。優(yōu)選的，上部出料均為溢流方式出料，整個糖化設(shè)備中料液流動動力通過第1個
5糖化罐中料液產(chǎn)生的壓力實現(xiàn)，也就是說，第1個糖化罐中料液液面較其它糖化罐中料液液面高，以產(chǎn)生適當?shù)膲翰顏砜朔弦旱牧鲃幼枇p失。上述的糖化酶為葡萄糖淀粉酶、普魯蘭酶、支鏈淀粉酶、生麥芽糖α-淀粉酶中的一種或幾種，具體視產(chǎn)物而定。從上述分析可知，整個糖化過程中，料液始終處于流動的狀態(tài)下與糖化酶發(fā)生反應(yīng)，在流動中相互摻混，減少了現(xiàn)有技術(shù)中糖化罐中料液的反應(yīng)死角，保證了反應(yīng)的有效性，提高了糖化效率。實施例2
液化后的料液以12. 5 m3/h的流量進入第1個糖化罐的進料管，同時自動定量加液器以1500ml/h的流量向該進料管內(nèi)泵入糖化酶，料液與糖化酶一起進入第1個糖化罐中，在罐中攪拌裝置的攪拌下充分混合，料液進行初步的水解，便進入第2個糖化罐，在罐體中進行水解反應(yīng)，接著進入第3個糖化罐，在第6個糖化罐補酶，自動定量加液器以375ml/h的流量泵入糖化酶，最后充分反應(yīng)的料液經(jīng)最后糖化罐的出料管進入離交、脫色、過濾、濃縮等生產(chǎn)工序，最后制得終產(chǎn)品。實施例3
如圖1所示，液化后的料液以8 m3/h的流量進入第1個糖化罐的進料管，同時自動定量加液器以800ml/h的流量向該進料管內(nèi)泵入糖化酶，料液與糖化酶一起進入第1個糖化罐中，在罐中攪拌裝置的攪拌下充分混合，料液進行初步的水解，便進入第2個糖化罐， 在罐體中進行水解反應(yīng)，接著進入第3個糖化罐，在第5個糖化罐補酶自動定量加液器以 200ml/h的流量泵入糖化酶，充分反應(yīng)的料液經(jīng)第8糖化罐的出料管上的三通閥進入離交、 脫色、過濾、濃縮等生產(chǎn)工序，最后制得終產(chǎn)品。上面實施例中提到的流量可以根據(jù)糖化反應(yīng)所需的時間和流程長度計算出流速， 相應(yīng)地，就可以得到流量。實施效果
6以果葡糖漿為例，說明米用傳統(tǒng)糖化罐與米用本工藝和設(shè)備的實施效果的對比情況。
從實施效果來看，本工藝與傳統(tǒng)工藝相比，反應(yīng)時間減少21. 86%，加酶量減少 16. 67%，DE值提高2. 16%，效果對比顯著。
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權(quán)利要求
1.一種淀粉糖糖化設(shè)備，其特征在于包括η個順次連接的糖化罐，糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)進入第1個糖化罐，第1個糖化罐的出料進入第2個糖化罐，第2個糖化罐的出料進入第3個糖化罐，依此規(guī)律進行，第η個糖化罐的出料進入第η+1個糖化罐，獲得糖化液，上述每個糖化罐均包括罐體，至少第1個糖化罐還包括攪拌裝置；上述3 < η < 12。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉糖糖化設(shè)備，其特征在于所述第1個糖化罐從下部出料，從第j個糖化罐起，每個糖化罐從其下部進料、上部出料，上述2 < j < η+1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淀粉糖糖化設(shè)備，其特征在于所述第j個到第η+1個糖化罐均為溢流方式出料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一所述的淀粉糖糖化設(shè)備，其特征在于從第g個糖化罐到第η個糖化罐，其中至少一個糖化罐的出料可選擇性地進入下個糖化罐或者直接進入后續(xù)工序，上述1彡g彡η。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的淀粉糖糖化設(shè)備，其特征在于從第k個糖化罐到第η個糖化罐，其中至少一個糖化罐處設(shè)有糖化酶制劑補加裝置，上述2 < k < η。
6.一種通過權(quán)利要求1所述的淀粉糖糖化設(shè)備實現(xiàn)的淀粉糖糖化工藝，其特征在于 通過如下步驟實現(xiàn)(1)糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)進入第1個糖化罐進行水解，(2)第1個糖化罐的出料進入第2個糖化罐繼續(xù)進行水解，(3)第2個糖化罐的出料進入第3個糖化罐繼續(xù)進行水解，依此規(guī)律進行，(η+1):第η個糖化罐的出料進入第η+1個糖化罐繼續(xù)進行水解，獲得糖化液， 3彡η彡12 ；上述步驟中，至少步驟(1)中料液在糖化罐中攪拌混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀粉糖糖化工藝，其特征在于所述步驟(1)完成后的料液經(jīng)由第1個糖化罐下部出料，從步驟(j)起，每個步驟所述的出料進入下一糖化罐下部，并從下一糖化罐上部出料， 上述2彡j彡η+1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的淀粉糖糖化工藝，其特征在于所述糖化罐上部出料均為溢流方式出料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8任一所述的淀粉糖糖化工藝，其特征在于從步驟(g+Ι)起，至少一個步驟中的出料可選擇性地進入下個糖化罐或者直接進入后續(xù)工序，上述1 < g < η。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 9任一所述的淀粉糖糖化設(shè)備，其特征在于從步驟(k)到步驟 (n)，其中至少一個步驟中補加糖化酶制劑，上述2 < k < η。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可進行連續(xù)糖化的淀粉糖糖化設(shè)備，包括n個順次連接的糖化罐，糖化酶制劑和液化后的料液連續(xù)進入第1個糖化罐，第1個糖化罐的出料進入第2個糖化罐，第2個糖化罐的出料進入第3個糖化罐，依此規(guī)律進行，第n個糖化罐的出料進入第n+1個糖化罐，獲得糖化液，上述每個糖化罐均包括罐體，至少第1個糖化罐還包括攪拌裝置；上述3≤n≤12。本發(fā)明還提供一種可進行連續(xù)糖化的淀粉糖糖化工藝，通過上述淀粉糖糖化設(shè)備實現(xiàn)。本發(fā)明將糖化過程分解為若干個連續(xù)的水解子過程，實現(xiàn)了淀粉糖糖化工藝的連續(xù)進行。
文檔編號C12M1/00GK102492606SQ201110389410
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者劉宗利, 李培功, 李方華, 楊凱琦, 王乃強 申請人:保齡寶生物股份有限公司